a4a6987032b9c780e0ca25fd529fa5d9b18d8924
[ffmpeg.git] / libavformat / rtpenc.c
1 /*
2  * RTP output format
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "avformat.h"
23 #include "mpegts.h"
24 #include "internal.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/random_seed.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28
29 #include "rtpenc.h"
30
31 //#define DEBUG
32
33 static const AVOption options[] = {
34     FF_RTP_FLAG_OPTS(RTPMuxContext, flags),
35     { "payload_type", "Specify RTP payload type", offsetof(RTPMuxContext, payload_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 }, -1, 127, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
36     { NULL },
37 };
38
39 static const AVClass rtp_muxer_class = {
40     .class_name = "RTP muxer",
41     .item_name  = av_default_item_name,
42     .option     = options,
43     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
44 };
45
46 #define RTCP_SR_SIZE 28
47
48 static int is_supported(enum CodecID id)
49 {
50     switch(id) {
51     case CODEC_ID_H263:
52     case CODEC_ID_H263P:
53     case CODEC_ID_H264:
54     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
55     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
56     case CODEC_ID_MPEG4:
57     case CODEC_ID_AAC:
58     case CODEC_ID_MP2:
59     case CODEC_ID_MP3:
60     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
61     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
62     case CODEC_ID_PCM_S8:
63     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
64     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
65     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
66     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
67     case CODEC_ID_PCM_U8:
68     case CODEC_ID_MPEG2TS:
69     case CODEC_ID_AMR_NB:
70     case CODEC_ID_AMR_WB:
71     case CODEC_ID_VORBIS:
72     case CODEC_ID_THEORA:
73     case CODEC_ID_VP8:
74     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
75     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
76         return 1;
77     default:
78         return 0;
79     }
80 }
81
82 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
83 {
84     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
85     int max_packet_size, n;
86     AVStream *st;
87
88     if (s1->nb_streams != 1)
89         return -1;
90     st = s1->streams[0];
91     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
92         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %x\n", st->codec->codec_id);
93
94         return -1;
95     }
96
97     if (s->payload_type < 0)
98         s->payload_type = ff_rtp_get_payload_type(s1, st->codec);
99     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
100     s->timestamp = s->base_timestamp;
101     s->cur_timestamp = 0;
102     s->ssrc = av_get_random_seed();
103     s->first_packet = 1;
104     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
105     if (s1->start_time_realtime)
106         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
107         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
108                                  NTP_OFFSET_US;
109
110     max_packet_size = s1->pb->max_packet_size;
111     if (max_packet_size <= 12) {
112         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Max packet size %d too low\n", max_packet_size);
113         return AVERROR(EIO);
114     }
115     s->buf = av_malloc(max_packet_size);
116     if (s->buf == NULL) {
117         return AVERROR(ENOMEM);
118     }
119     s->max_payload_size = max_packet_size - 12;
120
121     s->max_frames_per_packet = 0;
122     if (s1->max_delay) {
123         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
124             if (st->codec->frame_size == 0) {
125                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
126             } else {
127                 s->max_frames_per_packet = av_rescale_rnd(s1->max_delay, st->codec->sample_rate, AV_TIME_BASE * (int64_t)st->codec->frame_size, AV_ROUND_DOWN);
128             }
129         }
130         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
131             /* FIXME: We should round down here... */
132             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
133         }
134     }
135
136     avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
137     switch(st->codec->codec_id) {
138     case CODEC_ID_MP2:
139     case CODEC_ID_MP3:
140         s->buf_ptr = s->buf + 4;
141         break;
142     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
143     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
144         break;
145     case CODEC_ID_MPEG2TS:
146         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
147         if (n < 1)
148             n = 1;
149         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
150         s->buf_ptr = s->buf;
151         break;
152     case CODEC_ID_H264:
153         /* check for H.264 MP4 syntax */
154         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
155             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
156         }
157         break;
158     case CODEC_ID_VORBIS:
159     case CODEC_ID_THEORA:
160         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
161         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
162         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
163         s->num_frames = 0;
164         goto defaultcase;
165     case CODEC_ID_VP8:
166         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP VP8 payload implementation is "
167                                  "incompatible with the latest spec drafts.\n");
168         break;
169     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
170         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
171          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
172         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
173         break;
174     case CODEC_ID_AMR_NB:
175     case CODEC_ID_AMR_WB:
176         if (!s->max_frames_per_packet)
177             s->max_frames_per_packet = 12;
178         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AMR_NB)
179             n = 31;
180         else
181             n = 61;
182         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
183         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
184             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
185             return -1;
186         }
187         if (st->codec->channels != 1) {
188             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
189             return -1;
190         }
191     case CODEC_ID_AAC:
192         s->num_frames = 0;
193     default:
194 defaultcase:
195         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
196             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
197         }
198         s->buf_ptr = s->buf;
199         break;
200     }
201
202     return 0;
203 }
204
205 /* send an rtcp sender report packet */
206 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
207 {
208     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
209     uint32_t rtp_ts;
210
211     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
212
213     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
214     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
215                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
216     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
217     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
218     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
219     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
220     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
221     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
222     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
223     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
224     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
225     avio_flush(s1->pb);
226 }
227
228 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
229    must update the timestamp itself */
230 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
231 {
232     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
233
234     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
235
236     /* build the RTP header */
237     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
238     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
239     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
240     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
241     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
242
243     avio_write(s1->pb, buf1, len);
244     avio_flush(s1->pb);
245
246     s->seq++;
247     s->octet_count += len;
248     s->packet_count++;
249 }
250
251 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
252    the rtp send buffer before sending. */
253 static void rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
254                              const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
255 {
256     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
257     int len, max_packet_size, n;
258     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
259     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
260
261     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
262     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
263     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
264         av_abort();
265     n = 0;
266     while (size > 0) {
267         s->buf_ptr = s->buf;
268         len = FFMIN(max_packet_size, size);
269
270         /* copy data */
271         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
272         s->buf_ptr += len;
273         buf1 += len;
274         size -= len;
275         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
276         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
277         n += (s->buf_ptr - s->buf);
278     }
279 }
280
281 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
282                                const uint8_t *buf1, int size)
283 {
284     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
285     int len, count, max_packet_size;
286
287     max_packet_size = s->max_payload_size;
288
289     /* test if we must flush because not enough space */
290     len = (s->buf_ptr - s->buf);
291     if ((len + size) > max_packet_size) {
292         if (len > 4) {
293             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
294             s->buf_ptr = s->buf + 4;
295         }
296     }
297     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
298         s->timestamp = s->cur_timestamp;
299     }
300
301     /* add the packet */
302     if (size > max_packet_size) {
303         /* big packet: fragment */
304         count = 0;
305         while (size > 0) {
306             len = max_packet_size - 4;
307             if (len > size)
308                 len = size;
309             /* build fragmented packet */
310             s->buf[0] = 0;
311             s->buf[1] = 0;
312             s->buf[2] = count >> 8;
313             s->buf[3] = count;
314             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
315             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
316             size -= len;
317             buf1 += len;
318             count += len;
319         }
320     } else {
321         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
322             /* no fragmentation possible */
323             s->buf[0] = 0;
324             s->buf[1] = 0;
325             s->buf[2] = 0;
326             s->buf[3] = 0;
327         }
328         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
329         s->buf_ptr += size;
330     }
331 }
332
333 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
334                          const uint8_t *buf1, int size)
335 {
336     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
337     int len, max_packet_size;
338
339     max_packet_size = s->max_payload_size;
340
341     while (size > 0) {
342         len = max_packet_size;
343         if (len > size)
344             len = size;
345
346         s->timestamp = s->cur_timestamp;
347         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
348
349         buf1 += len;
350         size -= len;
351     }
352 }
353
354 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
355 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
356                                 const uint8_t *buf1, int size)
357 {
358     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
359     int len, out_len;
360
361     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
362         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
363         if (len > size)
364             len = size;
365         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
366         buf1 += len;
367         size -= len;
368         s->buf_ptr += len;
369
370         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
371         if (out_len >= s->max_payload_size) {
372             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
373             s->buf_ptr = s->buf;
374         }
375     }
376 }
377
378 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
379 {
380     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
381     AVStream *st = s1->streams[0];
382     int rtcp_bytes;
383     int size= pkt->size;
384
385     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
386
387     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
388         RTCP_TX_RATIO_DEN;
389     if (s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
390                            (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) {
391         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
392         s->last_octet_count = s->octet_count;
393         s->first_packet = 0;
394     }
395     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
396
397     switch(st->codec->codec_id) {
398     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
399     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
400     case CODEC_ID_PCM_U8:
401     case CODEC_ID_PCM_S8:
402         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
403         break;
404     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
405     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
406     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
407     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
408         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
409         break;
410     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
411         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
412          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
413          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
414          * clock. */
415         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
416         break;
417     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
418         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
419                          st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
420         break;
421     case CODEC_ID_MP2:
422     case CODEC_ID_MP3:
423         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
424         break;
425     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
426     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
427         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
428         break;
429     case CODEC_ID_AAC:
430         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
431             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
432         else
433             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
434         break;
435     case CODEC_ID_AMR_NB:
436     case CODEC_ID_AMR_WB:
437         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
438         break;
439     case CODEC_ID_MPEG2TS:
440         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
441         break;
442     case CODEC_ID_H264:
443         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
444         break;
445     case CODEC_ID_H263:
446     case CODEC_ID_H263P:
447         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
448         break;
449     case CODEC_ID_VORBIS:
450     case CODEC_ID_THEORA:
451         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
452         break;
453     case CODEC_ID_VP8:
454         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
455         break;
456     default:
457         /* better than nothing : send the codec raw data */
458         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
459         break;
460     }
461     return 0;
462 }
463
464 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
465 {
466     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
467
468     av_freep(&s->buf);
469
470     return 0;
471 }
472
473 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
474     .name              = "rtp",
475     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output format"),
476     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
477     .audio_codec       = CODEC_ID_PCM_MULAW,
478     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG4,
479     .write_header      = rtp_write_header,
480     .write_packet      = rtp_write_packet,
481     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
482     .priv_class = &rtp_muxer_class,
483 };